A Siskom Analog#3

SISTEM KOMUNIKASI SISTEM KOMUNIKASI ANALOGANALOGMODUL # 3AMPLITUDE MODULATION

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATION

Modulasi Amplitudo adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengirimkan signal intelligence/signal pemodulasi/signal audio/signal informasi/gelombang pemodulasi menggunakan signal carrier/signal RF(Radio Frequency) yang frekuensinya lebih tinggi sehingga bisa ditransmisikan melalui ruang hampa/udara sebagai gelombang radio.

Kedua signal harus dicampur agar informasi bisa dibawa oleh pembawa. Perlu proses pencampuran yang benar agar signal yang dihasilkan sesuai dengan keinginan.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 2

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATION Mencampur 2 gelombang bisa dilakukan dgn

menggunakan Linear impedance atau Non linear impedance.

Linear impedance akan menghasilkan gelombang yg tidak tdk bisa dibedakan dgn gelombang carrier, oleh penerima.

Apr 12, 2023

3Siskom Analog

AMPLITUDE AMPLITUDE MODULATIONMODULATION

Pengaruh Impedansi :◦ LINEAR IMPEDANCE◦ NON LINEAR IMPEDANCE

Rangkaian Linear dan Non Linear Impedance berperan penting pada proses modulasi melalui heterodyning dua gelombang sinus.

Generator gelombang sinus dgn kombinasi impedansi, merupakan cikal bakal Modulasi Amplitudo.

Apr 12, 2023

4Siskom Analog

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATIONPencampuran dengan mengunakan Non linear

impedance menghasilkan sbb:Komponen frekuensi DC.Signal masing-masing komponen awal.Komponen frekuensi jumlah dan selisih dari kedua

komponen frekuensi awal.Harmonik dari kedua frekuensi awal.

Apr 12, 2023

5Siskom Analog

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATION Misal, fc 1 MHz, dimodulasi amplitudo oleh sinyal audio 5

KHz, maka komponen sinyal yang terbentuk :

1 MHz + 5KHz = 1.005.000 Hz, Upper side

1 MHz = 1.000.000 Hz, Frekuensi carrier.

1 MHz – 5 KHZ = 995.000 Hz, Lower side

Jika sinyal pemodulasi bervariasi, maka didapat lebar pita atas dan bawah. Misal, sinyal audio dr 200 Hz s/d 3 KHz, maka komponen yg dihasilkan adalah :

1 MHz + 200 Hz = 1.000.200 Hz, batas bawah upper side.

1 MHz + 3 KHz = 1.003.000 Hz, batas atas upper side.

1 MHz – 3 KHz = 997.000 Hz, batas bawah lower side.

1 MHz – 200 Hz = 999.800 Hz, batas atas lower side.

Apr 12, 2023

6Siskom Analog

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATIONApr 12, 2023

7Siskom Analog

fi ffcfc- fi fc+ fi

20 -30.000 Hz

1 MHz

997.000 – 9998.800Hz 1.000.200 – 1.003.000 Hz

BandwidthA

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATIONAmplitudo gelombang AM sama dengan puncak amplitudo carrier Ec

ditambah sinyal audio ei, yaitu :

Apr 12, 2023

8Siskom Analog

Nilai dari gelombang AM pada suatu waktu tertentu adalah perkalian antara E dgn sin ct, shg :

Tapi Sehingg

a

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATION Gel AM adalah produk dr 2 gel sinus. Dengan

bantuan trigonometri

Apr 12, 2023

9Siskom Analog

maka :

dimana 1 = carrier, 2 = fc + fi, dan 3 = fc - fi

Amplitudo dari sideband adalah mEc/2

AMPLITUDE MODULATIONAMPLITUDE MODULATION AM merupakan “linear

modulation” dimana spektrum dr signal baseband langsung diterjemahkan kedlm sideband dikedua sisi frekuensi carrier.

Beberapa kekurangan AM :◦ Hanya sebagian dr energy

signal AM yg membawa informasi (sideband), sisanya berupa carrier.

◦ Dua sideband yg sama berarti pemborosan bandwidth.

◦ Hanya bisa diperkuat oleh linear amplifier.

◦ Sangat rentan terhadap noise.

◦ Memerlukan C/I yg besar (30-40dB), untuk menghindari interferensi.

Apr 12, 2023

10Siskom Analog

AMPLITUDE AMPLITUDE MODULATIONMODULATION

Apr 12, 2023

11Siskom Analog

BANDWIDTH GEL. AMBANDWIDTH GEL. AMGelombang carrier ideal hanya mengandung

frekuensi tunggal & menempati spektrum frekuensi yg kecil. Ketika carrier dimodulasi amplitudo, dihasilkan frekuensi sideband diatas & dibawah frekuensi carrier, shg signal menggunakan porsi spektrum yg besar. Besarnya space/ruang yg dibutuhkan signal disebut BANDWIDTH dr signal.

Bandwidth dr gel yg dimodulasi adalah fungsi dari frekuensi yg terkandung dlm signal pemodulasi. Contoh, ketika carrier 100 KHz dimodulasi oleh audio 5 Khz, frekuensi sideband adalah 95 dan 105 KHz, shg perlu ruang sebesar10 KHz.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 12

BANDWIDTH GEL. AMBANDWIDTH GEL. AMApr 12, 2023

Siskom Analog 13

fi ffcfc- fi fc+ fi

5 kHz

100 kHz

95 kHz 105 kHz

BandwidthA

BANDWIDTH GEL. AMBANDWIDTH GEL. AM Jika dimodulasi oleh audio 10 KHz maka sideband

muncul pd 90 & 110 KHz, perlu bandwidth 20 KHz. Semakin besar frekuensi signal pemodulasi, bandwidth juga jadi besar. Bandwidth gelombang yg dimodulasi amplitudo adalah 2 kali frekuensi tertinggi.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 14

BANDWIDTH GEL. AMBANDWIDTH GEL. AM Jika carrier 400 KHz dimodulasi oleh 3, 5, & 8

KHz, maka sideband akan muncul pd 392, 395, 397, 403, 405, & 408 KHz. Bandwidth signal 16 KHz (392 s/d 408), = 2x frek pemodulasi tertinggi 8 KHz.

Instrument musik menghasilkan gel suara kompleks, mengandung banyak frekuensi. Misal piano menghasilkan frekuensi 27 s/d 4.200 Hz dgn frekuensi harmonik sepanjang 10 KHz. Frekuensi pemodulasi sampai 15 KHz hrs dimasukan ke dlm signal untuk mentransmisikan musik dgn High Fidelity (HiFi), shg paling sedikit diperlukan bandwidth 30 KHz untuk mengurangi atenuasi oleh frekuensi harmonik.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 15

PERSENTASE MODULASI PERSENTASE MODULASI AMAM Derajat modulasi dinyatakan dlm jumlah maksimum

modulasi yang diperbolehkan. Jadi gelombang yg dimodulasi penuh dikatakan 100% dimodulasi.

Pada 100% dimodulasi, tegangan audio puncak sama dgn tegangan DC pd final power amplifier. Pada kondisi ini, tegangan keluaran RF menjadi 0 pada puncak negatif dan mencapai dua kali carrier pd puncak positif.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 16

Modulation envelope terdiri dr tegangan carrier RF + tegangan kombinasi dr kedua sideband. Tegangan kombinasi sideband sama dgn tegangan carrier RF krn tiap frekuensi sideband mengandung setengah tegangan carrier.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 17

PERSENTASE MODULASI PERSENTASE MODULASI AMAM

Kondisi Overmodulasi : kondisi dimana ketika signal di demodulasi, bagian negative peak-nya menghasilkan sesuatu yg mirip gelombang persegi, shg terjadi distorsi. Overmodulasi menghasilkan frekuensi sideband yg tdk diinginkan (unwanted sideband frequencies/SPURIOUS). Jika unwanted frequencies muncul sekitar kanal yg diinginkan maka disebut SPLATTER.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 18


Kondisi 100% modulasi akan memberikan energi maksimum ke sideband, tetapi muncul masalah dgn spurious dan splatter. Untuk itu diperlukan persentase modulasi yang mencukupi yaitu dibawah 100%.

Untuk itu perlu ditentukan Faktor Modulasi (M) atau (m) yaitu perbandingan besaran carrier RF dengan signal audio sbb :

Apr 12, 2023

Siskom Analog 19


Misal, anggap suatu gelombang carrier dg peak amplitude 400 volts dimodulasi oleh gelombang sinus 3 KHz dgn peak amplitude 200 volts. Faktor modulasi-nya adalah :

Apr 12, 2023

Siskom Analog 20


Jika faktor modulasi dikali 100% maka didapat Persentase Modulasi (%M):

Metode ini juga sgt berguna untuk menentukan persentase modulasi menggunakan pola pd screen oscilloscope. Contoh, misal oscilloscope terhubung ke output dr modulator dan menghasilkan pola sbb:

Apr 12, 2023

Siskom Analog 21


Setiap divisi besar pd sumbu vertikal sama dgn 200 volts, dan menurut setting itu, amplitudo puncak carrier adalah 400 volt.

Amplitude dr audio pemodulasi jg bisa didapatkan dr variasi amplitudo dlm pola envelope. Variasi peak-to-peak dlm amplitudo envelope (emax - e min) adalah 400 V. Maka amplitudo peak dr audio adalah 200 volts. Dengan menggunakan rumus diatas maka didapatkan persentase modulasi yaitu 50%.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 22


MODULATOR & DETECTOR MODULATOR & DETECTOR AMAM Modulasi AM bisa dihasilkan

dr saturated amplifier, yaitu superimpose modulating waveform pd supply voltage dr saturated amplifier.

Demodulasi AM (deteksi) bisa didapat menggunakan envelope detector sederhana. Contoh, half-wave rectifier, yaitu deteksi “non-coherent” yg bekerja dgn baik jk S/N > 10 dB.

Demodulasi AM bisa didapat juga dgn “coherent detector”. Contoh signal yg datang di campur/multiplied dgn carrier dr lokal penerima.

Apr 12, 2023

23Siskom Analog

PRINSIP PEMANCAR AMPRINSIP PEMANCAR AMTransmitter AM dpt dibagi menjadi dua bagian

berdasarkan frekuensi operasinya :◦ Unit Radio-frequency (RF). Untuk membangkitkan

gelombang pembawa RF (carrier).◦ Unit Audio-frequency (AF).

24

Apr 12, 2023

Siskom Analog

RANGKAIAN MODULATOR RANGKAIAN MODULATOR AMAMPembahasan meliputi :

◦ plate modulator, ◦ cathode and grid electron- tube modulators ◦ base, emitter, and collector transistor

modulators.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 25

PLATE MODULATORPLATE MODULATOR Plate modulation memungkinkan transmitter

beroperasi dgn efisiensi tinggi. Juga merupakan modulator paling sederhana & sgt mudah diatur agar beroperasi dgn baik.

Modulator terhubung ke plate circuit dr penguat RF akhir melalui trafo modulasi. Untuk modulasi 100%, modulator hrs menyediakan power yg cukup untuk membuat tegangan plate dr penguat RF akhir berubah antara “0” dan dua kali tegangan DC plate.

Tabung modulator (V2) di perkuat bias shg beroperasi pd class A. Penguat RF akhir (V1) di bias dlm porsi nonlinear dr range operasinya (class C). Hal ini akan menyediakan operasi V1 yg efisien dan menghasilkan aksi heterodyning yg diperlukan antara carrier RF dan frekuensi pemodulasi AF.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 26

Plate Modulator.Apr 12, 2023

Siskom Analog 27

COLLECTOR INJECTIONCOLLECTOR INJECTION Merupakan ekivalen dr electron-tube AM plate

modulator, tapi tubenya diganti transistor, shg rangkain transistor collector- injection modulator sangat mirip dgn plate modulator.

Mampu memberikan 100-percent modulation dgn kemampuan penanganan power yg menengah/sedang.

Pada gambar 1-47, terlihat carrier RF diberikan pada base dr modulator Q1. Signal pemodulasi diberikan ke collector, seri dgn tegangan supply collector melalui T3.

Output diambil dr secondary T2. Tanpa ada sinal pemodulasi, Q1 bertindak sbg RF amplifier bagi carrier. Jika ada signal yg pemodulasi, ia menambah atau mengurangi tegangan supply collector.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 28

COLLECTOR INJECTIONCOLLECTOR INJECTION

Arus pulsa pada collector menyebabkan osilasi pd tank circuit (C4 dan primary T2). Tank circuit ditala ke frekuensi carrier. Selama perioda arus collector tinggi, tank circuit berosilasi sgt kuat.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 29

COLLECTOR INJECTIONCOLLECTOR INJECTIONKetika arus collector kecil, atau tdk ada sama

sekali, hanya sedikit atau tdk sama sekali energi diberikan ke tank dan osilasi jadi lemah atau hilang.

Maka, modulation envelope dikembangkan sebagaimana dlm plate modulator. Semakin berkembang tekbologi transistor, metode ini menghasilkan power yg semakin besar, shg jadi banyak digunakan krn signal pemodulasi bisa diumpankan pd penguat RF akhir.

Dengan demikian, memungkinkan kebanyakan penguat RF dioperasikan pd class C agar efisiensi maksimum.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 30

CONTROL-GRID CONTROL-GRID MODULATORMODULATOR

Jika diinginkan power AF modulator kecil, maka diperlukan bentuk low-level modulation. Control-grid Modulator banyak digunakan pd perangkat portable dan mobile untuk mengurangi ukuran dan power. Juga digunakan pada pemancar television dimana high-level atau plate modulation sulit dan mahal untuk pemacar TV.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 31

CONTROL-GRID CONTROL-GRID MODULATORMODULATORControl-grid modulator menggunakan variasi dr

grid bias (pd frek dr signal pemodulasi) untuk merubah tegangan dan arus plate. Variasi ini menyebabkan modulasi dr carrier.

Carrier dimasukan melalui coupling capacitor Cc. Frekuensi pemodulasi dimasukan seri dgn grid bias melalui T1. Ketika signal pemodulasi naik dan turun (positive and negative), ia akan menambah atau mengurangi dr bias pd RF amplifier V1. Perubahan dlm bias ini menyebabkan perubahan yg sebanding dlm tegangan dan arus plate. Perubahan tegangan dan arus dlm plate menambah carrier scr vektorial dan menyediakan modulation envelope spt yg diberikan oleh plate modulator.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 32

CONTROL-GRID CONTROL-GRID MODULATORMODULATOR

Karena perubahan dlm rangkaian plate dr RF amplifier dikontrol oleh perubahan grid bias, gain dr tabung hanya memerlukan low-level modulating signal. Bahkan jika input signals cukup rendah, kadang kala tegangan puncak modulasi terjadi yg membuat V1 saturasi shg terjadi distorsi.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 33

BASE-INJECTION BASE-INJECTION MODULATORMODULATOR

Prinsipnya sama dgn control-grid modulator pada electron-tube circuits. Digunakan untuk menghasilkan low-level modulation dlm perangkat yg beroperasi pd very low power levels.

Bias pd Q1 dibangun oleh voltage divider R1 dan R2. Dgn carrier input RF di T1, dan tnp signal pemodulasi, circuit berlaku sbg standard RF amplifier.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 34

BASE-INJECTION BASE-INJECTION MODULATORMODULATOR

Apr 12, 2023

Siskom Analog 35

Ketika signal pemodulasi dimasukan melalui C1, akan dibangkitkan tegangan pada R1 yg menambah atau mengurangi dr bias on Q1. Perubahan pd bias merubah gain dr Q1, menyebabkan lebih banyak atau lebih sedikit energy yg disupply ke collector tank circuit.

Tank circuit membuat modulation envelope yaitu dgn RF frequency dan AF modulating frequency dicampur dlm collector circuit. Krn signal yg diperlukan sgt rendah untuk menghasilkan modulasi, maka sgt cocok untuk perankat kecil dan portable spt "walkie-talkies“.

CHATODE MODULATORCHATODE MODULATOR Juga merupakan low-level

modulator, biasa digunakan ketika audio power terbatas dan distorsi dr rangkaian grid-modulated tdk diinginkan. Cathode modulator merubah teg cathode untuk menghasilkan modulation envelope.

Krn seri dgn rangkaian grid & plate, maka perubahan teg pd cathode akan mempengaruhi teg dr element tabung lainnya.

Jika teg pd tabung dikontrol dgn baik, maka cathode modulator akan bekerja dgn efisiensi tinggi.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 36

EMITTER INJECTION EMITTER INJECTION MODULATORMODULATOR

Merupakan ekivalen transistor dr cathode modulator. Punya karakteristik yg sama dgn base-injection modulator.

Merupakan extremely low-level modulator yg sgt berguna pd portable equipment.

Apr 12, 2023

Siskom Analog 37

Gain dr RF amplifier dirubah dgn merubah tegangan pd emitter. yg disebabkan oleh injeksi signal pemodulasi kedlm rangkaian emitter dr Q1.

Modulating voltage menambah atau mengurangi dr transistor biasing. Perubahan bias menyebabkan perubahan arus collector dan menghasilkan aksi heterodyning. Modulation envelope dibuat pd collector-tank circuit.

A Siskom Analog#3

Documents

Transcript of A Siskom Analog#3